人教化學(xué)選修五蛋白質(zhì)和核酸

人教化學(xué)選修五蛋白質(zhì)和核酸第1頁/共58頁自然界中的蛋白質(zhì)動(dòng)物的肌肉、皮膚、血液、乳汁、毛、發(fā)、蹄、角等含蛋白質(zhì)較多植物的各種器官，尤其是種子含蛋白質(zhì)最多（例如麥粒中含18%）酶、蠶絲、激素、血紅蛋白、細(xì)菌、病毒、抗體、阿膠中也含有蛋白質(zhì)一切重要的生命現(xiàn)象和生理機(jī)能都與蛋白質(zhì)密切相關(guān)第2頁/共58頁一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、定義從結(jié)構(gòu)上說，氨基酸是羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代的化合物2、α-氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式可表示為R—CH—COOHNH2分子結(jié)構(gòu)中含有兩種官能團(tuán)即：

--------氨基和羧基第3頁/共58頁3、常見的氨基酸？(1)甘氨酸（α-氨基乙酸）(2)丙氨酸（α-氨基丙酸）CH2—COOHNH2CH3—CH—COOHNH2第4頁/共58頁(3)谷氨酸

（α-氨基戊二酸）

HOOC—(CH2)2—CH—COOHNH2(4)苯丙氨酸

（α-氨基-β-苯基丙酸）

-CH2-CH-COOHNH2

迄今人類在自然界已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種氨基酸，但是從蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸，最常見的大約有20種。第5頁/共58頁天然的氨基酸都是無色晶體,熔點(diǎn)較高,在2000C-3000C熔化時(shí)分解。它們能溶于

強(qiáng)酸或

強(qiáng)堿溶液中,除少數(shù)外一般都

能

溶于水,而

難

溶于乙醇、乙醚。3、物理性質(zhì)第6頁/共58頁第7頁/共58頁第8頁/共58頁（2）成肽（縮合）反應(yīng)肽鍵+→●氨基酸在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵的化合物，叫做成肽反應(yīng)。●兩個(gè)氨基酸分子脫去一個(gè)水分子而形成二肽,

多個(gè)氨基酸分子脫去水分子而形成多肽.第9頁/共58頁H2OH2OH2O蛋白質(zhì)多肽水解水解氨基酸的成肽反應(yīng)第10頁/共58頁二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的組成（1）蛋白質(zhì)是由C、H、O、N、S等元素組成（2）蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量很大，從幾萬到幾千萬，是天然高分子化合物（3）天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，但水解的最終產(chǎn)物都是α-氨基酸2、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)任何一種蛋白質(zhì)分子在天然狀態(tài)下均具有獨(dú)特而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中最顯著的特征第11頁/共58頁一級(jí)結(jié)構(gòu)：2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序叫蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的生物活性首先取決于蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)第12頁/共58頁二級(jí)結(jié)構(gòu)：

多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要依靠肽鏈中氨基酸殘基亞氨基上的氫原子與羰基上的氧原子之間的氫鍵而實(shí)現(xiàn)。二級(jí)結(jié)構(gòu)2）、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第13頁/共58頁三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤曲折疊形成的三維結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)：2）、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第14頁/共58頁四級(jí)結(jié)構(gòu)：

蛋白質(zhì)分子中亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布局稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈叫亞基2）、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)第15頁/共58頁3、蛋白質(zhì)的性質(zhì)（1）蛋白質(zhì)具有膠體的性質(zhì)有些蛋白質(zhì)能溶于水，由于蛋白質(zhì)分子直徑相對(duì)很大。已達(dá)到膠體微粒的大小，故蛋白質(zhì)溶液能發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)（2）兩性蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)含有—NH2和—COOH，故有兩性，它能分別與酸、堿反應(yīng)，生成鹽第16頁/共58頁水解原理：注意：不同的蛋白質(zhì)水解最終生成各種氨基酸，

但只有天然蛋白質(zhì)水解均生成α-氨基酸HOH(結(jié)構(gòu)中含有肽鍵)OHH—N—CH2—C—OH—N—CH2—C—OH||||||(3)水解反應(yīng)第17頁/共58頁●實(shí)驗(yàn)4-2雞蛋清溶液蛋白質(zhì)凝聚蛋白質(zhì)重新溶解鹽析是一個(gè)可逆的過程，故不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì)●應(yīng)用：利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質(zhì)。濃無機(jī)鹽水（4）鹽析第18頁/共58頁●實(shí)驗(yàn)4-3雞蛋清溶液加熱蛋白質(zhì)凝結(jié)加水不再溶解雞蛋清溶液蛋白質(zhì)凝結(jié)加水不再溶解變性條件：

在加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線、超聲波、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、甲醛、酒精、苯酚溶液、三氯乙酸、丙酮等作用下，蛋白質(zhì)失去原有的可溶性而凝結(jié)，同時(shí)喪失了生理活性。這種過程是不可逆的?！駪?yīng)用：消毒滅菌醋酸鉛（5）變性第19頁/共58頁

學(xué)與問課本90頁第20頁/共58頁鹽析變性變化條件變化性質(zhì)變化過程用途濃的無機(jī)鹽溶液受熱、紫外線、酸、堿、重金屬鹽和某些有機(jī)物

物理變化(溶解度降低)

化學(xué)變化(蛋白質(zhì)性質(zhì)改變)可逆不可逆分離提純殺菌消毒概念對(duì)比第21頁/共58頁●實(shí)驗(yàn)：

雞蛋清溶液濃硝酸變成黃色●應(yīng)用：用于鑒別蛋白質(zhì)的存在注意：含有苯基的蛋白質(zhì)均能發(fā)生這個(gè)反應(yīng)。（6）顏色反應(yīng)

●用于區(qū)別合成纖維與蛋白質(zhì)(如真絲、蠶絲、純毛、毛線等)（7）燃燒產(chǎn)生燒焦羽毛氣味第22頁/共58頁[小結(jié)]蛋白質(zhì)的性質(zhì)2.具有兩性3.鹽析可逆過程,可分離提純蛋白質(zhì)4.變性不可逆過程,蛋白質(zhì)喪失生理活性5.顏色反應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)承┑鞍踪|(zhì)7.燃燒產(chǎn)生燒焦羽毛氣味檢驗(yàn)純毛和化纖品

6.能夠水解1.具有膠體的性質(zhì)第23頁/共58頁三、酶----酶也是蛋白質(zhì)1、酶酶是具有生物活性，對(duì)于許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和生物體內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)具有很強(qiáng)催化作用的蛋白質(zhì)。2、酶的催化特點(diǎn)a.條件溫和，不需加熱b.具有高度的專一性c.具有高效催化作用第24頁/共58頁四、核酸核酸是一類含磷的高分子化合物，DNA就是其中組成，還有一種是RNA（核糖核酸），DNA和RNA互相作用合成蛋白質(zhì)。第25頁/共58頁Theend第26頁/共58頁【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究】蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)試管編號(hào)往裝有蛋白質(zhì)的試管中添加的試劑或操作現(xiàn)象繼續(xù)往試管滴加入水后的現(xiàn)象1(NH4)2SO4

2Na2SO43(CH3COO)2Pb4CuSO45Hg(NO3)26酒精7甲醛8加熱9濃HNO3第27頁/共58頁思考:當(dāng)含有下述結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)在胃中水解時(shí)，不可能產(chǎn)生的氨基酸是()D－氨基丙酸B.－氨基丁酸C.甘氨酸D.－氨基丁酸①②③④⑤第28頁/共58頁（4）鹽析[探究實(shí)驗(yàn)]在試管中加入雞蛋清溶液2mI，慢慢滴入飽和的(NH4)2SO4溶液，觀察試管中有無沉淀產(chǎn)生。在有沉淀的試管中加入蒸餾水，試管中的沉淀能否溶解?現(xiàn)象：有沉淀生成現(xiàn)象：沉淀消失加入濃的無機(jī)輕金屬鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，從而析出蛋白質(zhì)，這種作用稱為鹽析。第29頁/共58頁①鹽析的特征可逆蛋白質(zhì)溶液 蛋白質(zhì)沉淀無機(jī)輕金屬鹽水②鹽析的用途分離提純蛋白質(zhì)③鹽析的過程是物理變化第30頁/共58頁[探究實(shí)驗(yàn)]在兩支試管中各加入雞蛋清溶液3mL，將一支試管加熱，試管中有無沉淀產(chǎn)生?在另一支試管中加入2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的醋酸鉛溶液，試管中有無沉淀產(chǎn)生?在有沉淀的試管中加入蒸餾水，兩支試管中的沉淀能否溶解?觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：出現(xiàn)沉淀且沉淀不消失當(dāng)加入醋酸鉛等重金屬鹽時(shí)，就會(huì)使蛋白質(zhì)失去可溶性，同時(shí)也失去了生理活性，這種現(xiàn)象叫變性。由實(shí)驗(yàn)可以看出，加熱也可以引起蛋白質(zhì)的變性。第31頁/共58頁（5）變性在某些物理因素或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)的變性。物理因素包括：加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等；化學(xué)因素包括：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。①由蛋白質(zhì)變性引起的蛋白質(zhì)凝結(jié)是不可逆的，是化學(xué)變化②蛋白質(zhì)變性凝結(jié)后喪失可溶性，還失去生理活性第32頁/共58頁加入某種物質(zhì)后有沉淀生成不可逆可逆，加水即可殺菌、消毒、防中毒分離、提純蛋白質(zhì)重金屬鹽、醛、加熱或劇烈震動(dòng)加入某些濃鹽溶液，如：Na2SO4（NH4）2SO4等相同點(diǎn)復(fù)原鹽不同用途不同點(diǎn)變性鹽析鹽析與變性的對(duì)比第33頁/共58頁【思考、討論】1.誤服重金屬怎么解毒？2.為什么注射針劑前要用75%的酒精對(duì)皮膚消毒？3.為什么可將醋蒸發(fā)，利用其蒸氣對(duì)某些公共環(huán)境進(jìn)行消毒？4.用苯酚跟肥皂水配成的“來蘇爾”為什么可常用于病房內(nèi)外的消毒？5.為什么可用福爾馬林來浸泡動(dòng)物標(biāo)本？第34頁/共58頁5.在醫(yī)藥上，紅汞常用傷口表面的消毒。6.有的眼藥水是用很稀的AgNO3溶液配制而成的。7.人體為什么不能長時(shí)間在烈日下暴曬？8.在醫(yī)院的病房里為什么常常安放紫外燈？第35頁/共58頁10、為什么在醫(yī)院里，醫(yī)生用過的針頭，每次都要進(jìn)行高溫煮沸9、為什么在日常生活中，一般不喝生水，不要吃未煮熟的食物第36頁/共58頁（6）顏色反應(yīng)[探究實(shí)驗(yàn)]在盛有2mL雞蛋清溶液的試管中，滴入數(shù)滴濃硝酸，微熱，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：開始有白色沉淀，加熱沉淀變黃色。含有苯基的蛋白質(zhì)和濃HNO3作用顯黃色，稱為“黃蛋白”反應(yīng)，用于鑒別蛋白質(zhì)（7）灼燒有焦羽毛氣味鑒別人造絲和蠶絲第37頁/共58頁【練習(xí)】1、下列過程中，不可逆的是（）

A.蛋白質(zhì)的鹽析B.酯的水解

C.蛋白質(zhì)白變性D.氯化鐵的水解2、欲將蛋白質(zhì)從水中析出而又不改變它的性

質(zhì)應(yīng)加入（）

A.甲醛溶液B.CuSO4溶液

C.飽和Na2SO4溶液D.濃硫酸

3、證明豆?jié){中含有淀粉和蛋白質(zhì)，可選用的試劑有：①碘水、②濃鹽酸、③濃硝酸、④新制氫氧化銅的懸濁液，合適的組合是（）A.①②B.①③C.②④D.③④第38頁/共58頁4、下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中，不正確的是：A、蛋白質(zhì)溶液里加入不飽和(NH4)2SO4溶液，蛋白質(zhì)析出，雖再加水，也不溶解B、人工合成的具有生命活力的蛋白質(zhì)結(jié)晶牛胰島素是我國科學(xué)家在1965年首次合成的C、重金屬鹽能使蛋白質(zhì)凝聚，所以誤食重金屬鹽會(huì)引起中毒D、濃硝酸濺在皮膚上，使皮膚呈黃色是由于濃硝酸和蛋白質(zhì)發(fā)生了顏色反應(yīng)5、蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪是三種重要的營養(yǎng)物質(zhì)，其中______不是高分子化合物，這三種物質(zhì)水解的最終產(chǎn)物分別是

蛋白質(zhì)→_____淀粉→_____；脂肪→_________；在蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物分子中，含有__官能團(tuán)。第39頁/共58頁6、下圖表示蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分，圖中A、B、C、D標(biāo)出了分子中不同的鍵，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解時(shí)，斷裂的鍵是（）第40頁/共58頁非典冠狀病毒圖中新社圖第41頁/共58頁SARS病毒的電子圖片SARS病的兇手——冠狀病毒，有自己的核酸和蛋白質(zhì)。它進(jìn)入人體后，借助人體內(nèi)的原料合成病毒。當(dāng)我們?nèi)梭w發(fā)病時(shí)，就是它的蛋白質(zhì)對(duì)我們起了作用。

第42頁/共58頁蛋白質(zhì)屬于天然高分子化合物第43頁/共58頁世界第一只克隆羊：多利第44頁/共58頁1965年我國科技工作者成功合成了具有生物活性的——結(jié)晶牛胰島素。這是科學(xué)史上的一大成就，可以說是科學(xué)史上又一“豐碑”。在認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象揭開生命奧秘的偉大歷程中，做出了重要貢獻(xiàn)。

科學(xué)視野我國現(xiàn)代取得的成就第45頁/共58頁H2NCH2COOHNHCH2COH2NCHCOOHNHCHCOCH3CH3由甘氨酸和丙氨酸形成的鏈狀二肽可能有幾種？討論：第46頁/共58頁H2NCHCOOHNHCH2COCH3H2NCHCOOHNHCHCOCH32第47頁/共58頁課堂強(qiáng)化(2)氨基酸的縮合反應(yīng)也可能成環(huán)，試寫出下列反應(yīng)的產(chǎn)物：NH2—CH2—COOH的分子間脫水：NH2—CH2—CH2—CH2—CH2—COOH的分子內(nèi)脫水：H2C-CO-OH+H-HNNH-H+HO-OC-CH2濃硫酸O=CC=ONH—CH2CH2—NH+2H2OCH2—CH2—CO—OHCH2—CH2—NH—H濃硫酸H2CC=OCH2—CH2CH2—NH+H2O(1)二個(gè)氨基酸縮合生成二肽，三個(gè)氨基酸縮合生成

肽，多個(gè)氨基酸縮合生成多肽，n個(gè)氨基酸縮合生成蛋白質(zhì)。第48頁/共58頁練習(xí)：1.已知有機(jī)物A分子中有3個(gè)碳原子,有關(guān)它的某些信息注明在下面的示意圖中：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為

；(2)F和G的名稱分別為

；(3)生成H的化學(xué)方程式為

。H2N－CH2－COOCH3

F:氯化氨基乙酸,G:氨基乙酸鈉

第49頁/共58頁2、n個(gè)氨基酸分子之間通過縮聚(一個(gè)氨基酸分子中氨基上的氫原子與相鄰氨基酸分子羧基中的羥基結(jié)合成水分子)后可得n肽，過程中形成了(n－1)個(gè)肽鍵。今有一種“多肽”，其分子式為C55H70O19N10，已知將它徹底水解后只得到下列四種氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸。問：(1)這個(gè)多肽是

肽。

(2)該多肽水解后有

個(gè)谷氨酸分子。(3)該多肽水解后有

個(gè)苯丙氨酸。十第50頁/共58頁CH3-CH-COOH:丙氨酸，b個(gè)C3H7NO2NH2CH2-CH-COOH:苯丙氨酸，c個(gè)C9H11NO2NH2HOOC-(CH2)2-CH-COOH:谷氨酸，d個(gè)C5H9NO4NH22a+3b+9c+5d=55------------“C”5a+7b+11c+9d-9×2=70----“H”2(a+b+c+2d)-9=19-----------“O”a+b+c+d=10----